本發(fā)明涉及根據(jù)獨立權(quán)利要求所述類型的一種用于制造至少一個構(gòu)件的方法和一種控制和/或調(diào)節(jié)裝置。

背景技術(shù)：
出版物DE19909694A1描述了一種碳氮共滲方法，其中，氮的擴散在整個過程期間進行，或者在使用自然界的氮作為捐助氣體的情況下，優(yōu)選僅在最后的過程階段中進行。作為氮捐助物的尤其有分子氮、氨和其它含氮化合物。碳捐助物未被指定。出版物DE10118494C2描述了一種低壓碳氮共滲方法，其中，鋼件首先被滲碳且隨后利用氮捐助氣體被滲氮。作為碳捐助物的有乙炔、丙烷和乙烯。作為氮捐助物的有含氨的捐助氣體。沒有對氮捐助物做出其它的說明。出版物DE10322255A1描述了一種用于對鋼件進行滲碳的方法，其中，不僅在加熱階段期間也在擴散階段期間添加放出氮的氣體。作為氮捐助物的由氨和笑氣且作為碳捐助物的有乙炔、丙烷和乙烯。所述的出版物DE10118494C2和DE10322255A1描述了在脈沖模式中的低壓碳氮共滲方法，其中，氮化合物、如氨或笑氣用作氮捐助氣體，它們在滲碳供應(yīng)之間的供應(yīng)階段中和/或在批次加熱中和/或在最后的碳擴散階段中被帶入到處理室中，用以將氮帶入到構(gòu)件表面中。通過由方法引起的碳供應(yīng)階段和氮供應(yīng)階段的交替，無法確保連續(xù)的碳接收和氮接收。由此引起了過程時間的延長，因為在碳供應(yīng)階段和氮供應(yīng)階段之間必須考慮擴散階段，用以加速在隨后的供應(yīng)階段中的碳接收或氮接收。蘇聯(lián)的專利1680798描述了一種用于對金屬性的構(gòu)件進行碳氮共滲的方法，其中，胺化合物、例如甲胺，二乙胺和二丁胺被用作碳捐助物和氮捐助物，用以將碳和氮同時帶入到構(gòu)件表面中。在該方法中，胺在高溫（T=1100℃至1200℃）的情況下被給入到處理室中，用以產(chǎn)生一富含碳和氮的大氣。該過程在大氣壓力下運行。在該碳氮共滲方法中的問題是從1100至1200℃的高的處理溫度和大氣壓力。在所述溫度下，胺化合物在氣相中以及在構(gòu)件表面上的轉(zhuǎn)化如此之高，使得具有處于內(nèi)部的表面、例如鉆孔，或緊密包裝的構(gòu)件批次的復(fù)雜的幾何結(jié)構(gòu)不均勻地被碳氮共滲。此外，1bar的過程氣體壓力顯著地加大了捐助氣體在批次以內(nèi)和/或在處于內(nèi)部的幾何結(jié)構(gòu)、例如盲孔以內(nèi)的擴散的難度。裝置技術(shù)上地，該溫度范圍結(jié)合高的過程壓力被評價為需要特別高的保養(yǎng)費用。此外，在所述溫度下成本低廉的金屬性材料容易形成粗顆粒，這會對構(gòu)件的疲勞強度產(chǎn)生不利的影響，由此必須采用更昂貴的材料和/或必須執(zhí)行用于顆粒細(xì)化的額外的熱處理步驟。另一個重要的觀點是，在所有描述的低壓碳氮共滲方法中，沒有設(shè)置用于控制碳接收和氮接收的調(diào)節(jié)。但在邊緣層中帶入的碳和氮之間的比例對于所產(chǎn)生的材料特性和構(gòu)件特性是決定性的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
與此相反，根據(jù)本發(fā)明的用于制造至少一個構(gòu)件的方法和根據(jù)本發(fā)明的控制和/或調(diào)節(jié)裝置具有如下優(yōu)點，在至少一個處理階段中將一放出碳的氣體和一放出氮的氣體同時帶入到處理室中，使得根據(jù)在一由至少一個構(gòu)件在其邊緣層中接收的碳濃度和氮濃度之間的預(yù)先給定的比例，獲知一在所述處理室中待設(shè)定的針對溫度和/或壓力的額定值并且針對一預(yù)先給定的時間在所述處理室中調(diào)整該額定值。以這種方式能夠確保連續(xù)的碳接收和氮接收。碳和氮被同時地且因此在不具有過程氣體更換或者說擴散階段的情況下在交替的碳供應(yīng)階段和氮供應(yīng)階段之間供應(yīng)。由此縮短了過程時間。此外，該低壓碳氮共滲即使在緊密包裝的批次或復(fù)雜的構(gòu)件幾何結(jié)構(gòu)、例如鉆孔幾何結(jié)構(gòu)的情況下也能夠?qū)崿F(xiàn)均勻的滲碳和滲氮。通過溫度和/或壓力的調(diào)節(jié)，可以設(shè)定在邊緣層中帶入的碳濃度和氮濃度之間的預(yù)先給定的比例且因此對產(chǎn)生的材料特性和構(gòu)件特性產(chǎn)生影響。通過在從屬權(quán)利要求中列舉的措施實現(xiàn)了在獨立權(quán)利要求中記載的方法的有利的改進和改良。特別有利的是，作為放出碳的氣體并且作為放出氮的氣體，將一種且同一種氣體帶入到所述處理室中。這大大簡化了該方法，因為僅須將一種氣體帶入到處理室中。以有利的方式，作為這種氣體選擇胺化合物，優(yōu)選脂肪族單胺不僅作為不僅作為一級、二級化合物也作為三級化合物，或者脂肪族二胺，或由脂肪族單胺和脂肪族二胺組成的混合物。以如下方式得出另一個優(yōu)點，作為放出碳和氮的氣體選擇一種氣體，其以小于等于三的比例放出碳和氮。以這種方式能夠在爐設(shè)備中同時形成很少煙灰的情況下設(shè)定出在碳輪廓和氮輪廓方面的所希望的比例。以如下方式也得出相同的優(yōu)點，在處理室中使用不同的氣體用于放出碳和氮的情況下，向處理室輸送的放出碳的氣體的量、尤其體積流量，以及向處理室輸送的放出氮的氣體的量、尤其體積流量，在處理室中碳和氮的放出的比例上選擇為小于三。針對該調(diào)節(jié)有利的是，測量所述處理室中的壓力和/或溫度并且作為實際值跟隨所獲知的額定值。這能夠?qū)崿F(xiàn)對于在由至少一個構(gòu)件在其邊緣層中所接收的碳濃度和氮濃度之間的預(yù)先給定的比例的特別簡單且可靠的調(diào)節(jié)。該調(diào)節(jié)也通過如下方式特別簡單且舒適地設(shè)計，即針對溫度的實際值經(jīng)由所述處理室中的加熱裝置的操控來跟蹤針對溫度的額定值，其中，當(dāng)針對溫度的實際值小于針對溫度的額定值時，提高所述加熱裝置的溫度，并且當(dāng)針對溫度的實際值大于針對溫度的額定值時，降低所述加熱裝置的溫度。相應(yīng)地，所述調(diào)節(jié)通過如下方式得以簡化和舒適，即針對壓力的實際值經(jīng)由一從所述處理室中輸出的氣體量、尤其體積流量的設(shè)定來跟蹤針對壓力的額定值，其中，當(dāng)針對壓力的實際值小于針對壓力的額定值時，降低所輸出的氣體量，并且其中，當(dāng)針對壓力的實際值大于針對壓力的額定值時，提高所輸出的氣體量。有利的還有，至少一次地更換針對所述處理室中的溫度的額定值。這能夠?qū)崿F(xiàn)在所述邊緣層的不同的深度區(qū)中所加入的碳濃度和氮濃度之間的不同比例的設(shè)定。另一個優(yōu)點通過如下方式得出，即在所述處理室中在一溫度均衡階段之后連接至少一個加熱階段或至少一個冷卻階段。以這種方式能夠使針對溫度的額定值盡可能準(zhǔn)確地針對一個批次以內(nèi)的所有構(gòu)件來調(diào)整。有利的是，至少一次地更換針對所述處理室中的壓力的額定值。這能夠?qū)崿F(xiàn)在所述邊緣層的不同的深度區(qū)中所加入的碳濃度和氮濃度之間的不同比例的設(shè)定。另一個優(yōu)點在于，所述處理室中的額定壓力小于或等于100mbar，優(yōu)選在2和30mbar之間。以這種方式大大簡化了在一個批次以內(nèi)或在處于內(nèi)部的幾何結(jié)構(gòu)、例如盲孔以內(nèi)的相應(yīng)的氣體的擴散過程。有利地還有，針對溫度的額定值處在650℃至1050℃的范圍中，優(yōu)選處在650℃至960℃的范圍中。以這種方式能夠確保緊密包裝的構(gòu)件批次或具有處于內(nèi)部的表面、例如具有鉆孔幾何結(jié)構(gòu)的復(fù)雜的幾何結(jié)構(gòu)的均勻的碳氮共滲。在連續(xù)的過程氣體應(yīng)用的情況下，根據(jù)溫度和設(shè)定的碳深度輪廓和氮深度輪廓會形成在至少一個構(gòu)件的邊緣層中的不希望的和不受控的例如碳化物、氮化物和碳氮化物的析出。因此在根據(jù)本發(fā)明的方法中特別有利的是，設(shè)置多個處理階段，它們通過各一個擴散階段相互分開。以這種方式能夠避免在至少一個構(gòu)件的邊緣層中的例如碳化物、氮化物和碳氮化物的析出，且此外設(shè)定出在至少一個構(gòu)件的邊緣層中的所希望的或預(yù)先給定的碳深度輪廓和氮深度輪廓。這種預(yù)先給定的碳深度輪廓和氮深度輪廓可以特別簡單地通過如下方式制造，即在所述處理階段中的至少兩個處理階段中，根據(jù)在至少一個構(gòu)件的邊緣層中的預(yù)先給定的碳深度輪廓和氮深度輪廓，不同地選擇在由至少一個構(gòu)件在其邊緣層中接收的碳濃度和氮濃度之間的預(yù)先給定的比例。附圖說明本發(fā)明的實施例在附圖中示出并且在下面的說明書中詳細(xì)闡釋。其中：圖1示出了一用于對至少一個構(gòu)件進行低壓碳氮共滲的設(shè)備的示意圖，圖2示出了溫度對于在一構(gòu)件的邊緣層中所設(shè)定的在碳和氮之間的比例的影響，圖3示意性示出了一具有經(jīng)調(diào)節(jié)的溫度的低壓碳氮共滲的過程引導(dǎo)，圖4示意性示出了通過按照圖3的過程引導(dǎo)所實現(xiàn)的經(jīng)處理的構(gòu)件的邊緣層的結(jié)構(gòu)以及圖5示出了為了過程引導(dǎo)所使用的控制和/或調(diào)節(jié)裝置的方塊圖。具體實施方式圖1示出了一用于對一個或多個構(gòu)件2進行低壓碳氮共滲的設(shè)備1的示意圖。在圖1中示例性示出了五個構(gòu)件2。所述構(gòu)件2布置在一處理室4中的支架3上。所述構(gòu)件2可以借助于一在繪圖的下部區(qū)域中示出的加熱裝置5來加熱。具有附屬的流量調(diào)節(jié)閥7的入口6允許碳捐助氣體或氮捐助氣體8的引入。一溫度傳感器9和一壓力傳感器10布置在所述處理室4的繪圖的上部區(qū)域中。在其上示出的控制和/或調(diào)節(jié)裝置11接收來自溫度傳感器9和壓力傳感器10的信號。處理室4的出口12引導(dǎo)到泵13的入口上，該泵例如可以構(gòu)造成真空泵。在泵13的上游布置一節(jié)流活門14尤其用于壓力調(diào)節(jié)。在設(shè)備1的運行中，在不同的過程階段中借助于流量調(diào)節(jié)閥7將碳捐助氣體和氮捐助氣體8同時帶入到處理室4中。控制和/或調(diào)節(jié)裝置11監(jiān)控并且尤其借助于溫度傳感器9和壓力傳感器10控制或調(diào)節(jié)該過程或者說單個的過程階段。尤其是通過溫度傳感器9檢測到的溫度是很重要的，該溫度在下文中也被稱作處理溫度。該處理溫度在處理室4的大氣中獲得，如還將針對下面的圖2和3所闡述。泵13在出口12處與節(jié)流活門14一起像一個閥一樣地起作用。該節(jié)流活門14的打開度與過程相關(guān)地通過所述控制和/或調(diào)節(jié)裝置11尤其取決于由壓力傳感器10檢測到的壓力來調(diào)節(jié)，該壓力在下文中也被稱作處理壓力，用以設(shè)定所述處理室4中所需的處理壓力，部分地對所述處理室4抽真空或者排出或更換處于其中的氣體。加熱裝置5由控制和/或調(diào)節(jié)裝置11尤其取決于由溫度傳感器9檢測到的處理溫度來調(diào)節(jié)。流量調(diào)節(jié)閥7由控制和/或調(diào)節(jié)裝置11引導(dǎo)，用以調(diào)節(jié)過程氣體的與過程相關(guān)的通過率。碳捐助氣體、也被稱作放出碳的氣體以及氮捐助氣體、也被稱作放出氮的氣體，可以相互不同。在該情況下，不同的氣體可以在繪圖中未示出的在流量調(diào)節(jié)閥7的上游的混合室中或借助于各一個單獨的流量調(diào)節(jié)閥以所需的混合比向所述處理室4輸送。在此可以選擇已知的氣體。用于碳捐助氣體的例如是乙炔、丙烷或乙烯。用于氮捐助氣體的例如是氨或笑氣。用于所述處理室4的過程氣體組成經(jīng)由放出碳的氣體和放出氮的氣體的氣體量來設(shè)定。然而被發(fā)現(xiàn)為特別有利的是，針對碳捐助氣體并且針對氮捐助氣體選擇一種且同一種氣體，例如胺化合物，優(yōu)選脂肪族單胺，不僅作為一級、二級或也作為三級化合物，或脂肪族二胺或由脂肪族單胺和脂肪族二胺組成的混合物。這大大減小了過程引導(dǎo)的難度。在流量調(diào)節(jié)閥7的上游的混合室或一附加的流量調(diào)節(jié)閥在該情況下是不必要的。該調(diào)節(jié)或控制可以代替如已經(jīng)描述的那樣基于溫度且基于壓力而替選地僅基于溫度或僅基于壓力來進行，從而僅需要兩種傳感器中的一種。在對于溫度進行調(diào)節(jié)的情況下僅需要溫度傳感器，并且在對于壓力進行調(diào)節(jié)的情況下僅需要壓力傳感器。圖2示出了處理溫度對于在構(gòu)件2的邊緣區(qū)中所引入的碳和氮的影響，以與構(gòu)件表面50μm的距離，在20min的低壓碳氮共滲之后，在10mbar的捐助氣體二甲胺（C2H6NH）的設(shè)定的處理壓力的情況下。在此圖2針對兩個溫度800℃和850℃示例性示出了所述處理溫度對于在構(gòu)件2的邊緣區(qū)中設(shè)定的碳濃度和氮濃度的比例的所獲知的影響。這兩個溫度針對該視圖被選出，用以說明所接收的碳量和氮量的比例的變化。在800℃的情況下，所接收到的氮量居多，而在相同的過程持續(xù)時間以及850℃的情況下接收到更多的碳。通常在上升的處理溫度的情況下可以預(yù)期，所接收到的碳量和氮量的比例朝更高的碳接收移動。利用溫度對所接收到的碳量和氮量的比例的影響的知識，可以進行一經(jīng)調(diào)節(jié)的溫度引導(dǎo)，根據(jù)在一由構(gòu)件2在其邊緣層中接收的碳濃度和氮濃度之間的預(yù)先給定的比例的不同，所述溫度引導(dǎo)要求一恒定地調(diào)節(jié)的溫度和/或所述處理溫度的降低或升高。此外，實驗已證實，通過所述處理壓力的提高使得碳和氮之間的比例有利于碳地移動。在圖3中示例性地示出了在低壓碳氮共滲的情況下的處理溫度和處理壓力、也稱作過程壓力的時間走向。為了說明，示意性示出了利用經(jīng)調(diào)節(jié)的溫度的低壓碳氮共滲的過程引導(dǎo)，該過程引導(dǎo)例如在圖1中所示的設(shè)備中應(yīng)用。在該圖表的橫坐標(biāo)上示出了過程持續(xù)時間t，在左邊的縱坐標(biāo)上示出了處理室4中的溫度T并且在右邊的縱坐標(biāo)上示出了處理室中的大氣的壓力p。該低壓碳氮共滲包括一加熱階段A，兩個溫度均衡階段B1、B2，兩個碳氮共滲階段C1、C2，兩個擴散階段D1、D2,一個溫度變化E和一冷卻階段F。在橫坐標(biāo)上的一個中斷表示，所示的過程階段不必具有分別繪出的持續(xù)時間，而是也可以不同于圖3的示圖。圖3示出了，在加熱階段A期間，溫度隨著近似恒定的加熱率借助于加熱裝置5被連續(xù)地升高至大致950℃的處理溫度。為此，由控制和/或調(diào)節(jié)裝置11相應(yīng)地操控所述加熱裝置5并且調(diào)節(jié)所述加熱率ΔT/Δt。在一聯(lián)接在加熱階段A上的第一溫度均衡階段B1中，通過所述控制和/或調(diào)節(jié)裝置11，通過借助于溫度傳感器9所測量的溫度與針對該溫度的第一額定值950℃的比較，通過所述加熱裝置5的相應(yīng)的操控，將所述處理溫度恒定地調(diào)整到針對所述溫度的大致950℃的第一額定值上。在加熱階段A和第一溫度均衡階段B期間，不向處理室4輸送放出碳或氮的氣體。在一聯(lián)接在第一溫度均衡階段B1上的第一處理階段、也稱作第一碳氮共滲階段C1中，所述處理溫度繼續(xù)保留調(diào)整到其第一額定值上。此外，將放出碳和氮的氣體，也稱作碳捐助氣體和氮捐助氣體，例如甲胺，經(jīng)由流量調(diào)節(jié)閥7向處理室4輸送。在此，處理壓力、也稱作過程氣體壓力或捐助氣體壓力或捐助氣體的分壓，通過所述控制和/或調(diào)節(jié)裝置11，通過借助于壓力傳感器10所測量的壓力與針對壓力的15mabr的第一額定值的比較，通過節(jié)流活門14的打開度的相應(yīng)的操控被恒定地調(diào)整到針對壓力的大致15mbar的第一額定值上。針對所述處理溫度的第一額定值以及針對所述處理壓力的第一額定值在所述控制和/或調(diào)節(jié)裝置11中根據(jù)上面描述的試驗地獲知的關(guān)聯(lián)，借助于相應(yīng)地存儲的特征場來獲知，用以獲得針對構(gòu)件2在其邊緣區(qū)中接收的碳量和氮量之間的預(yù)先給定的第一比例。通過第...